sin2x.uxx+2cosx.uxy−uyy=0...(1)A=sin2x,B=2cosx,C=−1
B2−4AC=4(cos2x+sin2x)=4>0
So, (1) hyperbolic.
Aλ2−Bλ+C=0⇒λ=cosx+1or,cosx−1∴dxdy=cosx+1or,cosx−1⇒y=sinx+x+c1or,sinx−x+c2let,ϕ(x,y)=y−sinx−x,φ(x,y)=y−sinx+x
Let, ζ=ϕ(x,y),η=φ(x,y)
So,
ζ=ϕ(x,y)=y−sinx−xζx=−cosx−1ζy=1ζyy=0ζxx=sinxand,η=φ(x,y)=y−sinx+xηx=−cosx+1ηy=1ηyy=0ηxx=sinx
Now,
uxx=uζ(ζx2)+2uζηζxηx+uηηηx2+uζζxx+uηηxxuxy=uζζζxζy+uζη(ζxηy+ζyηx)+uηηηxηy+uζζxy+uηηxyuyy=uζζζy2+2uζηζyηy+uηηηy2+uζζyy+uηηyy
Putting above values in (1),
we get,
(cos4x+2cos2x+3)uζη+uζζ(cos4x+2cos3x+2cos2x)+uηη(cos4x−2cos3x+2cos2x)=uζsin3x...(2)
From expressions of ζandη,
x=21(η−ζ)
Now from (2),
(cos421(η−ζ)+2cos221(η−ζ)+3)uζη+uζζ(cos421(η−ζ)+2cos321(η−ζ)+2cos221(η−ζ))+uηη(cos421(η−ζ)−2cos321(η−ζ)+2cos221(η−ζ))=uζsin321(η−ζ)...(2)
Hence the required canonical form is :
(cos421(η−ζ)+2cos221(η−ζ)+3)uζη+uζζ(cos421(η−ζ)+2cos321(η−ζ)+2cos221(η−ζ))+uηη(cos421(η−ζ)−2cos321(η−ζ)+2cos221(η−ζ))=uζsin321(η−ζ)
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